Vooruitgang in onderzoek verandert de manier waarop osteoporose-experts denken over deze wijdverspreide ziekte.

Van Gina Shaw

Jarenlang hebben we gedacht dat we osteoporose begrepen: het is een ziekte waarbij de botten steeds breekbaarder worden naarmate ze meer dichtheid verliezen, meestal als gevolg van veroudering, de menopauze en andere factoren zoals gebrek aan calcium en vitamine D in het dieet.

Maar vandaag werpt vooruitgang in onderzoek een nieuw licht op osteoporose, waarvan wordt voorspeld dat het in 2020 de helft van alle Amerikanen ouder dan 50 jaar zal treffen.Van diagnose tot preventie tot osteoporosebehandeling, nieuw onderzoek maakt van ons oude begrip van osteoporose op zijn kop.

Het afstemmen van het risico op osteoporose

De "gouden standaard" -test voor het diagnosticeren van osteoporose is de DEXA-scan (dubbele energieröntgenstraalabsorptiometrie), die de botdichtheid in de wervelkolom, heup of pols meet. Dit zijn de meest voorkomende locaties voor botbreuken. Maar deze test, zo geavanceerd als het is, heeft beperkingen.

"Veel patiënten met normale botdichtheidsmetingen op een DEXA-scan hebben nog steeds fracturen en een aanzienlijk aantal patiënten bij wie de DEXA-scan osteoporose vertoont, krijgen geen fracturen", zegt Sundeep Khosla, MD, hoogleraar geneeskunde en onderzoek naar osteoporose aan de Mayo Clinic in Rochester, Minn. "De DEXA vertelt je hoeveel bot aanwezig is, maar niet veel over de interne structuur van dat bot." Uiteraard willen artsen het fractuurrisico veel beter kunnen voorspellen, om te preciseren wie het grootste risico op fracturen loopt en de meeste medicijnen nodig hebben.

Khosla vergelijkt het menselijk skelet met een brug van metaal. "Je zou twee bruggen kunnen hebben met dezelfde hoeveelheid metaal erin, maar je zou meer robuust kunnen zijn, gewoon vanwege de manier waarop het gebouwd is", zegt hij. "Op dezelfde manier, omdat de microarchitectuur van de botten van een persoon verschilt van die van een ander, kan hun feitelijke sterkte behoorlijk verschillen."

Khosla en andere osteoporose-onderzoekers bestuderen nieuwe beeldvormings- en computertechnieken waarmee ze kunnen kijken binnen botten, en zie specifieke structurele kenmerken. Dit zal hen helpen modellen van botsterkte te bouwen die kunnen helpen voorspellen welke patiënten het meest waarschijnlijk fracturen hebben.

Een dergelijke beeldvormende techniek is computertomografie (CT) -scanning van de wervelkolom en heup. Onderzoekers nemen het driedimensionale beeld van het bot dat de CT-scan maakt, en gebruiken een computermodeltechniek die het beeld in kleine stukjes breekt. "Met de dichtheid van elk stuk kun je de sterkte van elk stuk schatten en de algehele sterkte van de constructie krijgen", zegt Khosla. "Afhankelijk van waar een bot het zwakst is, kan het meer of minder vatbaar zijn voor breuken."

vervolgd

Dat wordt naar een hoger niveau gebracht in een nieuw instrument dat wordt gebruikt om osteoporose te bestuderen, dat perifere kwantitatieve tomografie met hoge resolutie wordt genoemd. Omdat het een hoger stralingsniveau gebruikt, kan het niet worden gebruikt in de wervelkolom of in de buurt van vitale organen, maar het kan worden gebruikt om gebieden zoals polsbotsen af ​​te beelden. "De resolutie met perifere scanners is goed genoeg dat je individuele structurele componenten kunt zien, die je veel meer informatie geven over de sterkte van het bot," zegt Khosla.

Hij voorspelt dat de perifere scanners, die misschien niet veel duurder zijn dan de huidige DEXA, binnenkort kunnen worden goedgekeurd voor klinisch gebruik. Omdat CT-scans aanzienlijk duurder zijn, mogen ze niet worden gebruikt als een onafhankelijke screeningstool. Als een patiënt echter om een ​​andere reden een CT-scan heeft, is het relatief eenvoudig om tegelijkertijd botinformatie te krijgen.

"We moeten nog steeds meer gegevens verzamelen over hoe deze tools het fractuurrisico voorspellen, maar de eerste resultaten zijn veelbelovend", zegt Khosla.

Bone Remodeling begrijpen

Bisfosfonaat-geneesmiddelen werden oorspronkelijk beschouwd als behandelingen voor osteoporose die hielpen bij het opbouwen van botmassa. Maar al snel werd duidelijk dat er hier meer aan de hand was. Veel patiënten die bisfosfonaten nemen, zien slechts een bescheiden toename van de botdichtheid - slechts 1% - en toch hebben ze een veel grotere vermindering van hun risico op fracturen, tot wel 50%.

"Onderzoek heeft aangetoond dat er geen verband bestaat tussen de hoeveelheid deze geneesmiddelen die de botmassa opbouwen en de vermindering van het fractuurrisico", zegt Robert Heaney, MD, hoogleraar geneeskunde aan het Osteoporosis Research Center van de Creighton University School of Medicine in Omaha, Neb .

Wetenschappers beseften dat de medicijnen ook de snelheid van botremodellering vertraagden -- het proces waarbij bestaande botgebieden worden verkleind, later worden vervangen door nieuw bot. Bij menopauzale vrouwen verdubbelt die mate van botremodellering - en dan verdrievoudigt het door de vroege jaren 60 van een vrouw.

"Stel je voor dat je je huis verbouwd hebt: eerst heb je een extensie aan één kant gezet, maar voordat je daarmee klaar was, besloot je om de garage uit te trekken, en voordat je daarmee klaar was, besloot je om een ​​deck op te zetten," zegt Heaney. "Je zou een behoorlijk kwetsbaar huis hebben, dat is wat er gebeurt met versnelde botremodellering."

vervolgd

Nu ze het belang van botremodellering begrijpen, proberen osteoporose-experts die kennis te gebruiken om osteoporose risicofactoren te voorspellen. Ze ontwikkelen tools die bekend staan ​​als biomarkers, die chemische metingen zijn van de mate van botremodellering die kan worden gevonden in secreties uit bloed of urine. Er zijn al biomarkers voor de snelheid van botremodellering die heel goed werken in grote populatieonderzoeken, zegt Heaney, maar ze hebben nog geen markers die goed werken in het kantoor van de dokter, op individueel patiëntniveau. Zodra er nauwkeurigere biomarkers zijn ontwikkeld, kunnen deze en geavanceerde beeldvormingstechnieken ons begrip van wie het grootste risico loopt door osteoporose enorm verbeteren.

"Dit stelt ons in staat om ons te concentreren op waar het probleem echt ligt: ​​het overtollige remodelleren dat bot breekbaar maakt," zegt Heaney.

Nieuwe Osteoporose behandelingen

Een paar jaar geleden zag Heaney een 18-jarig meisje dat een ernstig auto-ongeluk had meegemaakt. Ze was met slechts een paar blauwe plekken ontsnapt en uit röntgenfoto's bleek dat ze een ongewoon hoge botdichtheid had. Het bleek dat haar moeder ook een botdichtheid had die ver boven het gemiddelde lag. Heaney en zijn collega's bij Creighton begonnen het hele gezin te bestuderen - meer dan 150 mensen - en uiteindelijk identificeerden ze wat ze het "gen met hoge botmassa" noemen.

Een bepaalde mutatie in dit gen zorgt ervoor dat het lichaam abnormaal hoge hoeveelheden van een eiwit maakt dat LRP5 wordt genoemd (eiwit-eiwit 5 met lage dichtheid-lipoproteïne-receptor). LRP5 beïnvloedt hoeveel bot wordt gevormd en onderhouden. "Geen van de mensen met het gen met de hoge botmassa had ooit iets gebroken, zelfs als ze van het dak van de stal waren gevallen", zegt Heaney.

De identificatie van het gen voor hoge botmassa en de chemische signaalroute die het met zich meebrengt, heeft een breed scala aan nieuwe mogelijkheden voor de behandeling van osteoporose geopend. "Het vooruitzicht hier is om een ​​osteoporose-medicijn te bouwen of medicijnen die ervoor zorgen dat het lichaam zich gedraagt ​​alsof het die mutatie heeft en meer bot opbouwt", zegt Heaney. Hij is van mening dat geneesmiddelen die op dit pad zijn gericht, al worden getest door mensen, maar het kan enige tijd duren voordat ze op de markt kunnen komen. "Omdat dit pad naast bot in andere delen van het lichaam werkt, moet u er zeker van zijn dat uw medicijn geen onbedoelde resultaten elders produceert."

vervolgd

Wetenschappers onderzoeken ook nieuwe verbindingen, genaamd vitamine D-analogen, als potentiële osteoporosebehandelingen. Deze medicijnen zijn in wezen een supercharged versie van vitamine D-supplementen - moleculen die zijn gewijzigd, gebaseerd op de structuur van vitamine D, om botverlies te minimaliseren en de botvorming te maximaliseren.

Een van deze medicijnen, 2MD, heeft veel belofte getoond in diermodellen van osteoporose en wordt nu bestudeerd bij mensen. "Het stimuleert op dramatische wijze de botvorming en als we iets kunnen zien dat zelfs bij benadering hetzelfde soort resultaten bij de mens benadert, zal dit enorm zijn", zegt Neil Binkley, MD, mededirecteur van het Osteoporose Clinical Center en Onderzoeksprogramma aan de Universiteit van Wisconsin-Madison. Nog een pluspunt: omdat het medicijn op vitamine D is gebaseerd, voorspelt Binkley dat er mogelijk geen ongebruikelijke bijwerkingen zijn, en het kan zelfs de functie van het immuunsysteem versterken zoals natuurlijke vitamine D dat doet.

Een medicijn dat dichter bij de goedkeuring staat, is een experimentele behandeling genaamd denosumab. Deze tweejaarlijkse injectie bevindt zich nu in Fase III klinische studies en er is aangetoond dat de botdichtheid verbetert. Denosumab is gericht op een geheel nieuw doelwit voor osteoporose: een eiwit genaamd RANK-ligand. Dit eiwit speelt een sleutelrol in het proces waarbij cellen die osteoclasten worden genoemd botafbraak veroorzaken. En onderzoekers hopen dat het medicijn zal helpen om het botverliesproces in toom te houden met botvervanging. Denosumab zou eind 2008 op de markt kunnen zijn.

"Osteoporose is een vrij jong gebied", zegt Binkley. "Toen ik op de medische school zat, diagnosticeerde u alleen osteoporose nadat iemand een bot brak, net zoals we vroeger alleen een hartaandoening diagnosticeerden na een hartaanval. We weten nu meer en we ontwikkelen betere hulpmiddelen om een ​​diagnose te stellen, te behandelen en voorkomen van osteoporose. "